【备战】全国高中物理试题汇编（11月第一期）C5牛顿运动定律综合（含解析）.doc

c5 牛顿运动定律综合【原创纯word版精品解析】物理卷2015届浙江省嘉兴市高三上学期学科基础测试（201409）】11.将地面上朴止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的v-t图象如图所 示。则a.前3s内物体的位移大小为18mb.最后2s内货物只受重力作用c.前3s内与最后2s内货物的平均速度相同d.第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒【知识点】机械能守恒定律；牛顿运动定律的应用-超重和失重c3 c5 e3【答案解析】 c 解析： a、v-t图像中面积表示位移，则前3s位移 ，故a错误；b、最后2s内货物的加速度a=g，所以还受到绳子的拉力，故b错误；c、前3s内的平均速度3m/s，最后2s内货物的平均速度3m/s，所以前3s内与最后2s内货物的平均速度相同，故c正确；d、第3s末至第5s末的过程中，货物匀速运动，绳子的拉力等于重力，绳子的拉力做正功，机械能不守恒，故d错误故选：c【思路点拨】根据v-t图象可知道物体的运动过程和性质，也可求出对应的加速度，前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上匀变速直线运动平均速度 ，只有重力或弹力做功时机械能守恒该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、平均速度公式、机械能守恒条件等知识点本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析，难度适中【题文】（物理卷2015届江西省师大附中高三10月月考（2014.10）16. 一个质量为m=2kg的物体原来静止在倾角37的光滑斜面上，从t=0开始运动，在第1、3、5等奇数秒内受到大小为16n平行于斜面向上的拉力作用下做直线运动，在第2、4、6偶数秒内受到大小为12n平行于斜面向上的拉力作用下做直线运动，问：经过多长时间物体位移的大小为60. 25m ?【答案】【知识点】牛顿运动定律的综合应用a8 c2 c5【答案解析】10.5s解析： 在第1、3、5等奇数秒内受到大小为16n平行于斜面向上的拉力作用，则沿斜面方向：ma1=f1-mgsin37a1 m/s22m/s2在第2、4、6偶数秒内受到大小为12n平行于斜面向上的拉力时：ma2=f2-mgsin37a2m/s20物体在第1s内的位移：x1212m1m物体在第1s末的速度：v1=a1t1=21m/s=2m/s物体在第1s内的位移：x2=v1t=21m=2m物体在第1s末的速度：v2=v1=2m/s物体在第3s内的位移：x1v2t+21+212m3m物体在第3s末的速度：v3=v1+a1t=2m/s+21m/s=4m物体在第4s内的位移：x4=v3t=41m=4m物体在第4s末的速度：v4=v3可知第n秒的位移：xn=nn秒内的位移：xn当xn=60.25m时：120.5=n2+nn=10.47，所以：前10s的位移：x1055m10s末的速度：v10=5a1t=521=10m/s剩下的x=（60.25-55）m=5.5m的位移上需要的时间t：xv10t+a1t2代入数据得：t=0.5s所以物体运动的总时间：t总=n+t=10+0.5=10.5s【思路点拨】通过受力分析，可知物体在奇数秒的时间内向上做匀加速直线运动，在偶数秒的时间内向上做匀速直线运动，通过数学归纳法得出各段的速度的表达式与各段的位移的表达式，最后使用求和公式即可解决本题的关键理清物体的运动的情况，知道在各个阶段物体做什么运动以及知道加速度是联系力学和运动学的桥梁【题文】（物理卷2015届江西省师大附中高三10月月考（2014.10）17如图所示，质量m10kg、上表面光滑的足够长的木板的在f50n的水平拉力作用下，以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动现有足够多的小铁块，它们的质量均为m=1kg，将一铁块无初速地放在木板的最右端，当木板运动了l1m时，又无初速地在木板的最右端放上第2块铁块，只要木板运动了l1m就在木板的最右端无初速放一铁块试问（取g10m/s2） (1）第1块铁块放上后，木板运动了l1m时，木板的速度多大？(2）最终木板上放有多少块铁块？(3）最后一块铁块与木板右端距离多远？【答案】【知识点】牛顿运动定律的综合应用c2 c5【答案解析】(1) 26 m/s (2) 7 (3)6.57 m(或46/7 m)解析：（1）木板最初做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：竖直方向：fn=mg，水平方向：ff=f，滑动摩擦力ff=fn，则得f=mg解得：=0.5；放第1块铁块后，木板做匀减速运动，则有：（m+m）g-f=ma1；2a1l= 代入数据解得：v1=2 m/s（2）设最终有n块铁块能静止在木板上则木板运动的加速度大小为：an=第1块铁块放上后有：2a1l=第2块铁块放上后有：2a2l=第n块铁块放上后有：2anl=由以上各相加得：（1+2+3+n）2要使木板停下来，必须有vn=0，代入解得：6n7故最终有7块铁块放在木板上（3）加上第7块木块时的位移是6l=6m，速度是：(1+2+3+6)2代入数据解得：v6=2m/sa7 m/s23.5m/s2木板最后阶段的位移：x70.57m木板的总位移：x=6l+x7=6+0.57=6.57m 【思路点拨】（1）开始木板做匀速运动，由平衡条件求出木板受到的滑动摩擦力，然后由滑动摩擦力公式求出动摩擦因数铁块放在木板上后，木板对地面的压力变大，木板受到的滑动摩擦力变大，由牛顿第二定律和运动学公式结合可以求出即将放上第1块铁块时木板的速度（2）运用归纳法分别得到第2块铁块放上后、第3块铁块放上后第n块铁块放上后木板的速度表达式，得到vn的表达式，要使木板停下，vn=0，即可求解（3）第n块木块时木板停止运动，则先求出n时的速度和加速度，然后求出加上n时的位移即可熟练应用平衡条件、摩擦力公式、牛顿第二定律和运动学公式即可正确解题，关键运用归纳法，得到速度的通项【题文】（物理卷2015届黑龙江省哈三中高三第一次模拟测试（2014.09）17.(16分)物体a的质量m2kg，静止在光滑水平面上的平板车b的质量为m1kg、长l4m。某时刻a以v04m/s向右的初速度滑上木板b的上表面，在a滑上b的同时，给b施加一个水平外力f。忽略物体a的大小，已知a与b之间的动摩擦因数0.1，取重力加速度g=10m/s2。试求:（1）若给b施加一个水平向右5n的外力，物体a在小车上运动时相对小车滑行的最大距离；（2）如果要使a不至于从b上滑落，外力f应满足的条件。 【答案】【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 a8 c2 c5【答案解析】 (1)2m （2） 解析： （1）物体a滑上木板b以后，作匀减速运动，有mg =maa 得aa=g=1 m/s2 木板b作加速运动，有f+mg=mab，得：ab=3m /s2 两者速度相同时，有v0-aat=abt，得：t=1sa滑行距离：sa=v0t-aat2/2=3.5m b滑行距离：sb=abt2/2=1.5m最大距离s=sa-sb=2m (2)物体a不滑落的临界条件是a到达b的右端时，a、b具有共同的速度v1，则：又： 可得：ab=1m/s2 再对m分析：f=mab- ,得f=-1n所以f向左不能大于1n。 当f向右时，在a到达b的右端之前，就与b具有相同的速度，之后，a必须相对b静止，才不会从b的左端滑落。即有：f=(m+m)a , 所以：f向右不能大于3n【思路点拨】首先分析物体a和车的运动情况：a相对于地做匀减速运动，车相对于地做匀加速运动开始阶段，a的速度大于车的速度，则a相对于车向右滑行，当两者速度相等后，a相对于车静止，则当两者速度相等时，物体a在小车上运动时相对小车滑行的最大距离由牛顿第二定律和运动学公式结合，以及速度相等的条件，分别求出a与车相对于地的位移，两者之差等于a在小车上运动时相对小车滑行的最大距离 要使a不从b上滑落，是指既不能从b的右端滑落，也不能左端滑落物体a不从右端滑落的临界条件是a到达b的右端时，a、b具有共同的速度，根据牛顿第二定律和运动学公式结合，以及速度相等的条件，可求出此时f，为f的最小值物体a不从左端滑落的临界条件是a到达b的左端时，a、b具有共同的速度，可求出此时f的最大值，综合得到f的范围牛顿定律和运动公式结合是解决力学问题的基本方法，这类问题的基础是分析物体的受力情况和运动情况，难点在于分析临界状态，挖掘隐含的临界条件【题文】（物理卷2015届河北省冀州中学高三上学期第一次月考（2014.09）25.（ 10 分）如图所示，以水平地面建立x轴，有一个质量为m=1kg的木块放在质量为m=2kg的长木板上，木板长l=11.5m.已知木板与地面的动摩擦因数为 1=0.1，m与m之间的动摩擦因数 2=0.9（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）m与m保持相对静止共同向右运动，已知木板的左端a点经过坐标原点o时的速度为v0=10m/s，在坐标为x=21m处的p点有一挡板，木板与挡板瞬间碰撞后立即以原速率反向弹回，而木块在此瞬间速度不变，若碰后立刻撤去挡板，g取10m/s2,求：（1）木板碰挡板时的速度v1为多少？ (2) 碰后m与m刚好共速时的速度？（3）最终木板停止运动时ap间距离？ 【答案】【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 c2 c5【答案解析】（1）9m/s；（2）1.8m/s，方向向左；（3）19.60m解析： （1）对木块和木板组成的系统，有1（m+m）g=（m+m）a1v02v122a1s 解得：v1=9m/s （2）由牛顿第二定律可知：am2g9m/s2am6m/s2m运动至停止时间为：t1=v1am=1 s此时m速度：vm=v1-amt1=3m/s，方向向左，此后至m，m共速时间t2， 有：vm-amt2=amt2 得：t2=0.2s共同速度v共=1.8m/s，方向向左(3)至共速m位移：s1=v1+v共(t1+t2)6.48m共速后m，m以a11m/s2 向左减速至停下位移：s2=1.62m最终ap间距： x=11.5+s1+s2=11.5+6.48+1.62=19.60m 【思路点拨】对木板和木块组成的系统运用牛顿第二定律，求出整体的加速度，结合匀变速直线运动的速度位移公式求出木板碰挡板时的速度大小分别对m和m分析，根据牛顿第二定律求出m和m的加速度，结合m和m的运动规律，运用运动学公式求出两者刚好共速时的速度大小解决本题的关键理清木块和木板的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，注意在第二问中求解共同速度时，不能运用动量守恒求解，因为木块和木板组成的系统所受的外力之和不为零【题文】（理综卷2015届重庆南开中学高三9月月考（2014.09）8（16分）如图所示，装置boo可绕竖直轴oo转动，可视为质点的小球a与两细线连接后分别系于b、c两点，装置静止时细线ab水平，细线ac与竖直方向的夹角=37已知小球的质量m，细线ac长l，b点距c点的水平距离和竖直距离相等 (1)当装置处于静止状态时，求ab和ac细线上的拉力大小； (2)若ab细线水平且拉力等于重力的一半，求此时装置匀速转动的角速度的大小； (3)若耍使ab细线上的拉力为零，求装置匀速转动的角速度的取值范围 【答案】【知识点】共点力的平衡 受力分析 向心力b3 b4 b7 c5【答案解析】（1） （2） （3） 解析：受力分析如右图，由平衡条件 （2）受力分析如（1）问所示，由牛顿第二定律 解得 （3）由题意，当 最小时绳ac与竖直方向夹角 受力分析如右图 得 当 最大时绳ac与竖直方向夹角 得 所以 取值范围为【思路点拨】当静止时受力分析，列平衡方程，根据共点力的平衡直接求解；当圆周运动时，根据竖直方向合力为零，水平方向合力提供向心力，本题主要考虑向心力，注意用指向圆心的力减去背离圆心的力提供向心力。【题文】（理综卷2015届浙江省台州中学高三上学期第二次统练（2014.10）16如图所示，水平传送带的长度l=6m，皮带轮以速度v顺时针匀速转动，传送带的左端与一光滑圆弧槽末端相切，现有一质量为1kg的物体（视为质点），从高h=1.25m处o点无初速度下滑，物体从a点滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2，保持物体下落的高度不变，改变皮带轮的速度v，则物体到达传送带另一端的速度vb随v的变化图线是（ ）【答案】【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像a5 c2【答案解析】a 解析： 根据动能定理得，mgh=mv2，解得v= m/s5m/s物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度大小a=g=2m/s2，若一直做匀减速直线运动，则到达b点的速度vb m/s=1m/s若一直做匀加速直线运动，则达到b点的速度vbm/s=7m/s知传送带的速度v1m/s时，物体到达b点的速度为1m/s传送带的速度v7m/s时，物体到达b点的速度为7m/s若传送带的速度1m/sv5m/s，将先做匀减速运动，达到传送带速度后做匀速直线运动若传送带速度5m/sv7m/s，将先做匀加速运动，达到传送带速度后做匀速直线运动故a正确，b、c、d错误故选a【思路点拨】根据动能定理求出物体滑到a点的速度，通过速度与传送带速度的关系，判断出物体的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式求出b点的速度. 解决本题的关键理清物体的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第二次模拟考试（2014.05）24. 如图所示，倾角为30的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接，连接处用一光滑小圆弧过渡，斜面上距水平面高度分别为h1=5m和h2=0.45m的两点上，各静置一小球a和b某时刻由静止开始释放a球，经过一段时间t后，再由静止开始释放b球g取10m/s2，求：（1）为了保证a、b两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过多少？（2）若a球从斜面上h1高度处自由下滑的同时，b球受到恒定外力作用从c点以加速度a由静止开始向右运动，则a为多大时，a球有可能追上b球？【答案】【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系a8 c2 c5【答案解析】 （1）1.4 s（2）应满足a（小于或等于）2.5m/s2的条件 解析： （1）两球在斜面上下滑的加速度相同，设加速度为a，根据牛顿第二定律有：mgsin30ma，解得：a5m/s2设a、b两球下滑到斜面底端所用时间分别为t1和t2，则：，为了保证a、b两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过tt1t21.4s （2）设a球在水平面上再经t0追上b球，则：，a球要追上b球，方程必须有解，解得，即【思路点拨】由牛顿第二定律求出物体在斜面上的加速度，利用运动学公式求出在斜面上的时间，为了保证a、b两球不会在斜面上相碰，则满足：t=t1-t2；若a球能追上b球，则二者位移应该相等，求出加速度本题考查追击问题，关键是利用牛顿第二定律，结合运动学公式正确列式求解，难度适中【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第二次模拟考试（2014.05）16如图所示，足够长的水平传送带以v0=2m/s的速度匀速运行。t=0时，在最左端轻放一质量为m的小滑块，t=2s时，传送带突然制动停下。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.2。下列关于滑块相对地面运动的v-t图像正确的是 【答案】【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的图像a5 a8 c2 c5【答案解析】 d 解析： 滑块放在传送带上受到滑动摩擦力作用做匀加速运动，a= =g=2m/s2，滑块运动到与传送带速度相同时需要的时间t1= =1s然后随传送带一起匀速运动的时间t2=t-t1=1s当送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止，a=-a=-2m/s2运动的时间t3=1s所以速度时间图象对应d选项故选d【思路点拨】物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培养学生分析问